Micro-LED berdasarkan GaN yang mendukung diri sendiri

Micro-LED berdasarkan GaN yang mendukung diri sendiri

Peneliti Cina telah mengeksplorasi manfaat menggunakan stand-alone (FS) gallium nitride (GaN) sebagai substrat untuk dioda penerbit cahaya mikro (LED) [Guobin Wang et al., Optics Express, v32,p31463Secara khusus, the team developed an optimized indium gallium nitride (InGaN) multiple quantum well (MQW) structure that performs better at lower injection current densities (around 10 A/cm²) and lower driving voltages, sehingga cocok untuk tampilan mikro canggih yang digunakan dalam perangkat augmented reality (AR) dan virtual reality (VR).biaya GaN yang lebih tinggi dapat dikompensasi dengan peningkatan efisiensi.

Para peneliti berafiliasi dengan Universitas Sains dan Teknologi China, Institut Nano-Tech dan Nano-Bionics Suzhou, Institut Penelitian Semikonduktor Generasi Ketiga Jiangsu,Universitas Nanjing, Universitas Soochow, dan Suzhou NanoLight Technology Co., Ltd.Tim peneliti percaya bahwa teknologi micro-LED ini menjanjikan untuk tampilan dengan kepadatan piksel yang sangat tinggi (PPI) dalam konfigurasi LED submikron atau nanometer.

Para peneliti membandingkan kinerja micro-LED yang dibuat pada templat GaN berdiri sendiri dan templat GaN/safir.

Struktur epitaxial dari Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) mencakup lapisan penyebaran pembawa AlGaN tipe n 100 nm (CSL), lapisan kontak n-GaN 2 μm,lapisan mobilitas elektron tinggi dengan silane rendah dengan doping (u-) GaN 100 nm tanpa sengaja, 20x (2,5 nm/2,5 nm) In0.05Ga0,95/GaN lapisan bantuan ketegangan (SRL), 6x (2,5 nm/10 nm) biru InGaN/GaN multi-kuantum sumur, 8x (1,5 nm/1,5 nm) p-AlGaN/GaN lapisan blokiran elektron (EBL),lapisan injeksi lubang p-GaN 80 nm, dan lapisan kontak p+-GaN 2 nm yang sangat doping.

Bahan-bahan ini dibuat menjadi LED dengan diameter 10 μm dengan kontak transparan indium tin oxide (ITO) dan pasivasi sisi sisi silikon dioksida (SiO2).

Chip yang diproduksi pada template GaN/safir heteroepitaxial menunjukkan variasi kinerja yang signifikan.Intensitas dan panjang gelombang puncak sangat bervariasi tergantung pada lokasi dalam chipPada kepadatan arus 10 A / cm2, satu chip pada safir menunjukkan pergeseran panjang gelombang 6,8 nm antara pusat dan tepi.Intensitas satu chip hanya 76% dari yang lain.

Sebaliknya, chip yang diproduksi pada GaN berdiri sendiri menunjukkan variasi panjang gelombang yang berkurang sebesar 2,6 nm, dan kinerja intensitas antara chip yang berbeda jauh lebih konsisten.Para peneliti mengaitkan perubahan keseragaman panjang gelombang dengan keadaan stres yang berbeda dalam struktur homoepitaxial dan heteroepitaxial: Spektroskopi Raman menunjukkan tekanan residual masing-masing 0,023 GPa dan 0,535 GPa.

Katodoluminesensi mengungkapkan kepadatan dislokasi sekitar 108/cm2 untuk wafer heteroepitaxial dan sekitar 105/cm2 untuk wafer homoepitaxial."Kapadatan dislokasi yang lebih rendah dapat meminimalkan jalur kebocoran dan meningkatkan efisiensi emisi cahaya. "

Meskipun arus kebocoran terbalik dari LED homoepitaxial berkurang dibandingkan dengan chip heteroepitaxial, respon arus di bawah bias ke depan juga lebih rendah.chip pada GaN berdiri sendiri menunjukkan efisiensi kuantum eksternal yang lebih tinggi (EQE)Dengan membandingkan kinerja fotoluminesensi pada 10K dan 300K (suhu kamar),efisiensi kuantum internal (IQE) dari dua jenis chip diperkirakan 730,2% dan 60,8%, masing-masing.

Berdasarkan pekerjaan simulasi, para peneliti merancang dan menerapkan struktur epitaxial yang dioptimalkan pada GaN berdiri sendiri,meningkatkan efisiensi kuantum eksternal dan kinerja tegangan dari layar mikro pada kepadatan arus injeksi yang lebih rendah (Gambar 2)Khususnya, homoepitaxy mencapai penghalang yang lebih tipis dan antarmuka yang lebih tajam,sedangkan struktur yang sama yang dicapai dalam heteroepitaxy menunjukkan profil yang lebih kabur di bawah inspeksi mikroskop elektron transmisi.

Penghalang yang lebih tipis sampai batas tertentu mensimulasikan pembentukan lubang berbentuk V di sekitar dislokasi.seperti meningkatkan injeksi lubang ke wilayah emisi, sebagian karena penipisan penghalang dalam struktur sumur multi-kuantum di sekitar lubang berbentuk V.

Pada kepadatan arus injeksi 10 A/cm2, efisiensi kuantum eksternal dari LED homoepitaxial meningkat dari 7,9% menjadi 14,8%.78 V sampai 2.55 V.

Rekomendasi produk

III - Nitride 2 INCH Free Standing GaN Wafer Untuk Laser Proyeksi Display Power Device

1. III-nitrida ((GaN,AlN,InN)

Gallium Nitride adalah salah satu jenis semikonduktor senyawa wide-gap.

Substrat kristal tunggal berkualitas tinggi. Ini dibuat dengan metode HVPE asli dan teknologi pengolahan wafer, yang awalnya telah dikembangkan selama 10+ tahun di Cina.Fiturnya sangat kristal, seragam yang baik, dan kualitas permukaan yang unggul.perkembangan telah maju untuk aplikasi perangkat elektronik daya dan frekuensi tinggi.